柱层析和TLC是有机化学工作者必须下苦功夫的两项实验技术。这两项技术掌握与否,对于提高实
验的效率至关重要。常见的例子是:在柱层析时,由于层析柱中的硅胶填料装得不均匀(没有填严实),
使得柱子在淋洗过程中就因为出现太多气泡变花,导致分离效果不好。更常见的例子是:层析柱虽然装得
不错,但是由于淋洗剂选择不恰当,结果导致几十毫克产品,用了几百毫升淋洗剂都还没有完全分离。分
离同样的东西,熟手可能只需要半个小时,而一个层析技术不过关的人可能半天都不能得到纯品。由此可
见,这两项技术掌握与否,对于提高工作效率,减轻工作量,减少有机溶剂的使用,从而对身心健康和环
境保护都有明显的作用。柱层析关键在于柱子是否装好和淋洗剂是否选择恰当。而淋洗剂的选择则是通过
TLC确定。这里要指出的一点是:TLC的作用除了跟踪反应进程,检测试剂和原料纯度外,一个重要的用
途就是为柱层析选择适当的淋洗剂。
首先谈柱层析
装柱子(填硅胶)时,有两种方法:即湿法装柱和干法装柱,二者各有优劣。不论干法还是湿法,
硅胶(固定相)的上表面一定要平整,并且硅胶(固定相)的高度一般为15cm左右,太短了可能分离效
果不好,太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。
湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后,再填入柱子中,然后再加压用淋洗剂“走柱子”。本法
最大的优点是一般柱子装得比较结实,没有气泡。
干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶,然后再轻轻敲打柱子两侧,至硅胶界面不再下降为止,然
后再填入硅胶至合适高度,最后再用油泵直接抽,这样就会使得柱子装得很结实。接着是用淋洗剂“走柱子”,
一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压,下面再用油泵抽,
这样可以加快速度。
干法装柱较方便,但最大的缺陷在于“走柱子”时,由于溶剂和硅胶之间的吸附放热(可以用手摸柱子
明显感觉到),容易产生气泡,这一点在使用低沸点的淋洗剂(如乙醚,二氯甲烷)时更为明显。虽然产
生的气泡在加压的情况下不易察觉,但是一旦撤去压力,如在上样、加溶剂等操作的时候,气泡就会释放
出来,严重时整个柱子变花,样品不可能平整地通过,当然也就谈不上分离了。解决的办法是:第一、硅
胶一定要填结实;第二、一定要用较多的溶剂“走柱子”,一定要到柱子的下端不再发烫,恢复到室温后再
撤去压力。
也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂,防止添加溶剂的时候,使得样品层不再整齐。但我
的感觉是如果小心上样,小心添加溶剂,则没有这个必要。
上样也有干法和湿法之分:干法上样就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后,加入少量硅胶,
拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦,但可以保证样品层很平整。
湿法上样就是用少量溶剂(最好就是展开剂,如果展开剂的溶解度不好,则可以用一极性较大的溶剂,但
必须少量)将样品溶解后,再用胶头滴管转移得到的溶液,沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量溶剂洗
涤容器、加入,走柱,至溶剂与硅胶上表面齐平;洗涤层析柱内壁,再如法操作。湿法较方便,熟手一般
采用此法。
上样完毕后,接着即用淋洗剂淋洗(走柱)。淋洗剂一般采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一
倍后的溶剂。由于层析柱和薄板的不同,即使两者使用的硅胶都相同,但是在把TLC分析得到的展开剂用
在柱层析时,也显得极性偏大,所以要稀释一倍,但又不能稀释太多,否则成了靠扩散作用来分离,效果
也不会好。
接下来谈TLC。需要切记的是:
第一、某种样品在某种展开剂中只显示一个点,并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。因此在寻
找展开剂时,多尝试几种比例不同、成分不同的展开剂,非常必要。展开剂的极性太小(“拉力”不够),
点分不开,极性太大,点都被拉到一条线上,也分不开.一般以目标产物的Rf值在0.3左右为最佳。
第二、点不能点得太浓,否则容易重叠,不易判断,因为如果两个点相近的话,一浓就变成一个点了。
常见的处理方法是在点板前,取一点要点板的液体稀释,只要足够稀则可(浓度为5%左右)。
第三、板上点的展开的清晰程度和溶剂的极性、物质在该溶剂中的溶解性有关,只有两者比较合
适了,才能有一个较好的分离效果。
对于TLC,选择适当的展开剂是首要任务.
展开剂的选择条件:①对所需成分有良好的溶解性;②可使成分间分开;③待测组分的在0.2~0.8之